淮北某中学教学楼检测与抗震鉴定

《淮北某中学教学楼检测与抗震鉴定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

淮北市某中学教学楼检测与抗震鉴定吴本华项目基金：安徽省教育基本建设学会课题(编号0912-5)。作者简介:吴本华,男,64年2月生，高级工程师,工学硕士，主要从事钢筋混凝土结构抗震、工程建设技术管理。（淮北师范大学新校区建设办公室安徽淮北235000）摘要：汶川地震造成许多中小学校舍倒塌，校舍安全引起学术界和工程界的普遍关注。本文以淮北市某中学教学楼为例，介绍了该教学楼抗震现状。根据对该教学楼的现场检测、抗震调查和鉴定分析，提出几点中小学教学楼抗震鉴定和加固设计的建议。关键词：中学教学楼；检测；抗震；鉴定中图分类号：TU312文献标识码：A文献编号：InspectionandSeismicAppraisaloftheMiddleSchoolBuildinginHuaibeiWUBen-hua(Departmentofinfrastructureconstructioninnewcampus,HuaibeiNormalUniversity,Huaibei235000,China)Abstract:Wenchuanearthquakecausedcollapseofmanylocalprimaryandsecondaryschools.Buildingsafetyattracteduniversalattentionfromacademiaandengineering.ThispapertookamiddleschoolbuildinginHuaibeiasanexampletointroduceitsseismicstatus.Accordingtotheinspection,seismicinvestigationandidentificationofthisbuilding,somesuggestionsforseismicappraisalandstrengtheningdesignoftheprimaryandsecondaryschoolbuildingswerealsoproposed.Keyword:Middleschoolbuilding;Inspection;Seismic;Appraisal1．引言淮北市某中学教学楼建于1974年，总建筑面积为3800m2，建筑物总长度为79.2m，建筑体型平面内呈Z型，砖混结构，中部无变形缝，楼梯布置在建筑的东西两侧，建筑物主体四层，房屋总高度为13.2m，条形基础，预制空心楼板楼面。设计和施工单位不详，缺乏相关图纸及资料信息。依据国家及地方有关文件要求，需要对现有建筑物进行检测和鉴定，并据此选择加固或拆除重建方案[1][2][3]。目前，建设单位委托检测公司对该教学楼进行了现场检测与鉴定。图1为教学楼照片，图2教学楼一层平面图。检测发现，该建筑承重墙体多处开裂，屋面、墙体严重渗漏，部分混凝土开裂脱落造成钢筋严重锈蚀，存在严重的安全隐患。图1教学楼照片5 图2教学楼一层平面图2．中学教学楼抗震现状和全国其它抗震设防地区一样，该教学楼抗震现状不容乐观，建设年代已久，综合性能差，主要表现在以下几个方面：2．1结构形式为砌体结构该建筑采用砌体结构，建设时间在70年代，建设标准低，没有抗震设防要求。当时建设程序不规范，目前房屋存在结构材料强度低、损坏严重、结构整体性差、房屋各构件之间的连接薄弱等问题，在遭遇强烈地震时，必将造成严重破坏或倒塌。2．2建筑形式为单面外廊式结构该教学楼采用单面外廊式结构，光线好、干扰小。但由于结构布置不对称，竖向不规则，不利于结构抗震[2]。2．3预制装配式楼、屋盖2000年以前，大多数中学教学楼的楼盖及屋盖均采用装配式预制多孔板。多孔板具有施工速度快，造价低等优点，但整体性差，脆性大，也不利于结构抗震，历次震害表明，装配式楼盖受灾严重[4][5]。2．4结构抗震设计不合理由于建设年代经济相对落后、教育投入不足，程序不规范，人们对结构抗震的认识不到位等原因，造成许多教学楼没有抗震设计，甚至部分教学楼没有施工图，不能满足现行抗震设计规范要求[2]。地震灾害资料表明，这类教学楼具有很大的抗震安全隐患。2．5交通疏散系统设计不合理、关键部位存在隐患检测调查资料表明，楼梯在两端，距离中部较远，楼梯及走廊宽度不能满足要求，栏板整体性、抗震能力很差。如果发生紧急情况，师生无法及时疏散，后果不堪设想。楼梯部位没有设计构造柱，不能满足现行抗震设计要求，一旦地震发生，楼梯可能先于主体结构遭到破坏，导致人员无法疏散，产生严重次生灾害。2．6结构使用材料标准较低，缺少正常维护检测结果表明，教学楼使用材料标准较低，如采用粘土砂浆砌筑，不能满足现行规范要求。地震发生时，这样的砌体很快就会开裂，关键部位如梁下、楼梯间等处可能首先遭到破坏，造成人员伤亡和财产损失。教学楼没有得到正常维修，局部损坏严重，局部梁下混凝土脱落、开裂，钢筋锈蚀，如图4（b）所示，在使用荷载作用下存在严重安全隐患。5 3．中学教学楼检测与鉴定3.1检测目的根据当年的建设标准和设计规范，该建筑不需要进行抗震设计。经过36年使用，现状质量很差，建筑、结构设计图纸及改造、修缮记录等原始资料不详。为了进一步查明结构现状，提供教学楼的抗震鉴定依据，有必要对该教学楼进行结构检测。3.2检测依据为了做好检测工作，使其正常有序地进行，本次检测主要依据的现行标准及规范有：《建筑结构检测技术标准》、《砌体工程现场检测技术标准》、《建筑抗震鉴定标准》等。图3现场检测照片。(a)砖强度检测(b)混凝土强度检测图3现场检测照片3.3检测内容（1）结构尺寸校核。由于所检测的教学楼施工图纸不详，检测人员对建筑屋尺寸进行了详细地实际测量。主要结构尺寸有：教学楼的每个教室开间为7.8m，进深9.9m，层高3.3m，墙厚240mm；支承大梁墙垛截面尺寸为250mm´500mm。（2）结构抗震构造措施复核。教学楼建成时间在1990年之前，按照现行《建筑抗震鉴定标准》的规定，为A类砌体房屋。建筑结构的抗震构造措施主要包括房屋的高度、层数、层高、结构体系、整体性连接构造和宜引起局部倒塌的部位及其连接等。现场检测结果是：房屋总高度、层数及层高满足要求；结构体系部分指标不合格；房屋整体性连接构造所有指标不合格；易引起局部倒塌的部件及其连接的多数指标不合格；（3）结构材料强度检测。按照有关技术规程及检测标准要求，选取结构的部分构造柱、支承大梁以及重要部位的墙体作为检测对象，经现场实际检测，得到相关部位材料的检测数据。从检测数据可知，教学楼的大梁的现龄期混凝土强度推定值为14.4MPa；普通粘土砖的抗压强度标准值为5.8MPa，评定为MU5；砂浆的抗压强度换算值为1.4MPa，评定为M1。（4）房屋损伤状况检测分析。通过对教学楼进行现场调查，发现教学楼结构承重部位存在下列重要损伤现象：局部墙体开裂（图4a)，部分裂缝宽度较大，墙体渗水严重，粉刷层脱落。走廊连梁混凝土严重破损，钢筋锈蚀（图4b),梁刚度下降，地面多处出现裂缝，人员集中时出现颤动现象。女儿墙高度超过规范要求，且出现裂缝。检测还表明，钢筋保护层厚度实测值部分小于25mm，不满足规范要求。5 (a)局部墙体开裂(b)梁下混凝土剥落钢筋锈蚀图4房屋损伤照片（5）结构安全性分析为了对房屋结构的安全性能做出正确的评价，对该建筑的使用荷载进行了调查分析，为房屋结构性能的计算分析提供依据。荷载调查主要包括恒载、屋面活荷载、雪荷载和风荷载等全面调查。荷载取值主要根据实际建筑功能并按照国家标准《建筑结构荷载规范》和原建筑物的功能加以确定。屋面活荷载为0.5kN/m2，基本风压为0.4kN/m2，基本雪压为0.4kN/m2。因此，计算时取屋面活荷载为0.5kN/m2。楼面活荷载取值：2.0kN/m2，阳台、楼梯取2.5kN/m2[6]。为了保证结构的使用安全，对房屋结构采用大型设计软件PKPM进行了结构计算校核，计算时结构尺寸和材料强度取现场实测值，其他荷载参考设计规范和本检测调查结果。计算结果表明，一、二层多数纵、横墙的受压承载力均不满足使用要求和抗震要求；且墙体的高厚比不满足要求。3.4检测结果（1）教学楼属于砌体结构，建造时间较早，无构造柱和圈梁，根据现行《建筑抗震设计规范》，此类建筑物的结构不利于抗震。（2）教学楼的主要损伤现象：主要部位结构墙体出现不同程度的开裂，走廊挑梁混凝土破损，钢筋锈蚀，大部分预制楼板接缝处出现裂缝，屋面防水层破坏严重，渗水现象严重。（3）教学楼大梁的现龄期混凝土强度推定值为14.4MPa；普通黏土砖的抗压强度标准值为5.8MPa，评定为MU5；砂浆的抗压强度换算值为1.4MPa，评定为M1。（4）结构理论计算结果表明，教学楼的抗压承载力和抗震承载力均不满足规范要求。（5）根据《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99)和现场检测结果，教学楼的危险性等级为D级[3]。当时的建造标准较低，房屋质量很差，又无抗震设防，建议结合本地区规划，拆除重建为宜。3.5抗震鉴定（1）外观和内在质量不满足《建筑抗震鉴定标准》规定。（2）结构体系不合理性，在房屋平、立面和墙体布置和楼盖、屋盖形式方面不满足抗震鉴定标准要求。（3）材料强度等级不满足《建筑抗震鉴定标准》规定。（4）房屋整体连接构造不符合抗震鉴定标准有关规定。（5）引起局部倒塌的部件及其连接如外墙尽端至洞边距离0.37m，雨蓬质量较差，不满足抗震鉴定标准要求。（6）抗震承载力验算不符合抗震鉴定标准要求。4.结论与建议对汶川地震灾害的调查和各项工作的总结，提高了人们对抗震设防工作重要性的认识，当前，国家正在积极推进并实施中小学校舍安全工程，认真做好工程检测和抗震鉴定工作，这对落实和最终实施中小学校舍安全工程具有重大意义。通过现场检测、抗震调查和鉴定分析，得出以下结论与建议：（1）中小学校舍抗震鉴定和加固工作刻不容缓。例如本文所述的教学楼使用已有36年历史，属于全砌体结构，无构造柱和圈梁。当年建设时没有抗震设防要求，但按照现行《建筑抗震设计规范》，该教学楼不符合相关要求，必须进行抗震鉴定，并根据鉴定结论，决定加固方案。如果没有加固价值，应拆除重建。（2）对抗震不利地段的教学楼，即使结构布置合理，抗震性能较好，抗震鉴定结论较好，为防患于未然，也应拆除异地重建，防止历次地震教训发生。（3）建议依据检测结果和相关文献资料，同时充分考虑实际情况，对教学楼的鉴定作出结论。90年代前建设的建筑尤其是唐山地震之前建设的教学楼，即使检测结果比较理想，也应选择拆除重建方案。因为当年建设标准低，建筑技术比较落后，技术人员少，管理水平不高，建筑质量较差。如选择加固方案则造价偏高，加固后效果未必理想。（4）为了有序推进校舍安全工程有序进行，2000年以后建设的建筑也应该按照相关程序进行抗震鉴定，并根据鉴定意见进行加固或改造。对抗震不利地段的建筑物尤其是教学楼，建议异地重建，彻底解决抗震安全隐患。5 （5）鉴定报告内容应完整准确，结论应可靠，以便于更好的在技术上、经济上指导抗震加固设计和施工工作。抗震加固方案也应当依据抗震鉴定报告进行设计，实施过程中遇到技术问题要及时调整，防止出现加固设计不科学或盲目加固现象。（6）对于鉴定结论需要加固且有加固意义的校舍，加固设计前应认真研究目前的装饰情况和效果，综合考虑技术、经济等因素后确定形成加固方案，这样更有利于加快进度，节约投资，减少对结构的破坏。参考文献：[1]郑中明等.附属学校教学楼抗震鉴定报告.合肥工业大学，2010.[2]GB50011-2001.建筑抗震设计规范（2008版）[S]，中国建筑工业出版社.[3]GB50023-2009.建筑抗震鉴定标准[S]，中国建筑工业出版社.[4]邵莲芬等.从汶川地震之影响谈我国“中小学教学楼的加固与设计”[J].工程抗震与加固改造,2008,30（4）：81～82.[5]姚秋来等.5.12汶川特大地震都江堰灾区震害调查[J].工程抗震与加固改造,2008,30（4）：12～23.[6]GB50009-2001.建筑结构荷载规范[S],中国建筑工业出版社.项目基金：安徽省教育基本建设学会课题(编号0912-5)。5